Давление пара в конденсаторе турины К-300-240 ХТЗ от нагрузки, температурный напор и подогрев воды в конденсаторе.
Расчетное задание №4
«Затраты топлива при прохождении провала нагрузки путем останова-пуска»
Задание-4.
Для заданного графика нагрузки определить затраты условного топлива на прохождение провала нагрузки ТЭС путем останова определенного числа блоков, в зависимости от глубины разгружения и продолжительности провала нагрузки.
Исходные данные представлены в таблице 1.1. Графики нагрузки представлены на рис.1.1
Рисунок 1.1. График изменения нагрузки энергоблока.
При выполнении задания расчета учесть следующие режимы работы оборудования:
1. Рагружаются только блоки, переводимые в режим останова. Остальные блоки работают с номинальной нагрузкой. Все останавливаемые блоки разгружаются и нагружаются равномерно и одновременно в соответствии с графиком нагрузки.
2. Учесть дополнительные затраты условного топлива, связанные с нестационарностью процесса на этапах нагружения и разгружения.
Расчеты провести для 3 вариантов продолжительности провала.
На основании расчетов построить зависимость изменения Bст перем =f(∆N) для станции в целом.
Отдельно рассмотреть расходы топлива на этапе разгружения и нагружения, с учетом нестационарности процесса и его стабилизации. Сделать вывод об изменении затрат топлива от глубины провала нагрузки, с комментариями, объясняющими с точки зрения термодинамики и физики процессов, полученные зависимости.
|
|
|
Для расчета использовать типовые энергетические характеристики турбоагрегатов, с учетом приведения их к реальным условиям работы с использованием нормативных типовых характеристик (рис..1.2-1.13).
Примечание: все параметры получения характеристик остаются неизменными. Меняется только температура циркводы.
Методические указания к выполнению задания.
1. Определить число блоков выводимых в останов:
∆N=Nmax ст - Nmin ст, (3.1)
Где
Nmax ст, Nmin ст-максимальная и минимальная мощность станции.
n ост=∆N/Nбл.ном
Nбл.ном-номинальная мощность блока.
Для простоты расчетов, сначала определяем показатели работы одного энергоблока на всех этапах:
2. Определить расход теплоты Qо в голову турбины, для номинальной нагрузки (Nбл.ном), при нормативных расчетных параметрах, используя энергетические характеристики соответствующих турбоагрегатов (Рис. 1.2, 1.6,1.10).
3. Уточнить расход теплоты в голову турбины Qо, с учетом отклонений температуры циркуляционной воды, от условий получения характеристик (рис.1.5, 1.9,1.13 ). Все остальные параметры считаем соответствуют условиям получения характеристик.
4. Рассчитать среднюю мощность турбины на этапе разгружения и нагружения.
|
|
|
- средняя мощность на этапе разгружения, определяемая по формуле:
| Nср=(Nбл ном+0)/2 |
5. Определить расход теплоты Qо в голову турбины, для средней нагрузки разгружения-нагружения, при нормативных расчетных параметрах, используя энергетические характеристики соответствующих турбоагрегатов.
6. Уточнить расход теплоты в голову турбины Qо . С учетом отклонений температуры циркуляционной воды, от условий получения характеристик. Все остальные параметры считаем соответствуют условиям получения характеристик и изменения вакуума от нагрузки. Для этого по характеристике, (рис.1.5, 1.9,1.13 ) уточнить величину расхода теплоты в голову турбины Qо .
7. Рассчитать часовой расход топлива котельным агрегатом, для каждого уровня нагрузки, используя выражение, включая номинальный:
Вка = Qo /(ἠка*ἠтр* Q н р ), (3.3)
ἠк - КПД котельного агрегата для соответствующей нагрузки (принять во всех случаях постоянной и равной 93%)
ἠтр - КПД транспорта тепла, определяется по табл.1.2
Qнр - низшая теплотворная способность топлива (29308 кДж/кг).
8. Дополнительные затраты топлива, связанные с переходным процессом определяются отклонением параметров от оптимального значения при переходном процессе. Так в процессе разгружения или нагружения меняются оптимальные избытки воздуха, происходит перераспределение потоков тепла между поверхностями нагрева в котельном агрегате. Кроме этого при разгружении высвобождается тепло, аккумулированное в поверхностях нагрева, теплоносителе, котла, трубопроводах и корпусе турбины, которое используется полезно, а при нагружении происходит обратный процесс-поглощение тепла поверхностями нагрева кола трубопроводами и т.д. Часть этих процессов распространяется и на режимы стабилизации после окончания переходного процесса.
|
|
|
9. Величина используемого аккумулированного тепла зависит от способа разгружения или нагружения (скользящие параметры или постоянные), его времени и амплитуды изменения нагрузки. Теоретически, рассчитать эти изменения очень сложно из-за большого количества факторов, оказывающих влияние. На основании экспериментальных исследований были получены уравнения, которые позволяют рассчитать дополнительные затраты топлива связанные с переходными процессами (нестационарностью и стабилизацией процесса, для простоты расчетов эти составляющие объединены в общее уравнение). Эти уравнения получены в виде полиномов второй степени:
|
|
|
,(3.4)
- амплитуда изменения нагрузки блока;
- номинальная мощность блока;
- скорость изменения нагрузки в процентах от номинальной;
- время разгружения с данной скоростью (мин).
Коэффициенты уравнения регрессии для расчета дополнительных затрат топлива в переходном процессе, для блоков 160, 200 и 300 МВт представлены в таблице 1.3. и 1.4. В соответствии с этим, затраты топлива для останавливаемого или пускаемого блока на этапе нагружения и разгружения определяются по выражениям ( в случае, если заданная продолжительность набора нагрузки меньше времени набора нагрузки после останова см. табл. 1.5, то расчет этапа нагружения ведется в сответствии с п.10, а затраты топлива на этапе нагружения, отдельно не считаются, они учитываются в пусковых потерях) :
В ка раз =Вка* t разг /60+∆ Вперех разг, (3.5)
Вка нагр =Вка* t нагр /60+∆ Вперех нагр, (3.6)
10. Затраты топлива при нахождении блока в простое, определяются по таблице 1.6, для соответствующих этапов при неоходимости, для соответствующего времени провала (время провала=времени простоя блока) проводится линейная интерполяция :
В ост=В прост+В подг+В раст+В набор робор+Всинхр+В наб нагр+В стаб
11. При пуске блока после длительного простоя, по условиям температурного состояния скорость нагружения может быть ограничена (см. продолжительность этапов нагружения табл.1.5). В этом случае используют так называемый опережающий пуск, то есть растопку котла, и набор нагрузки начинают на более раннем этапе (в течение провальной части графика нагрузки) для обеспечения заданного уровня нагрузки станции на этом этапе в реальных условиях эксплуатации производят частичное разгружение одного или нескольких блоков в соответствии с графиком набора нагрузки пускаемого энергоблока, таким образом, чтобы обеспечить отпуск электроэнергии в соответствии с графиком (рис.1). Дополнительные затраты топлива, связанные с разгружением работающих блоков, учитываются, как дополнительные затраты топлива Вдоп. В этом случае, при нагружении после останова, затраты топлива определяются в соответствии с затратами на пуск (табл. 1.5. и 1.6), этапы нагружение и стабилизация.
12. Суммарные затраты топлива при прохождении провала нагрузки для одного останавливаемого блока можно определить по выражению (В нагр учитываются с учетом п.9):
Вбл ост=В ка раз + В ка нагр+ В ост
13. Доплнительные затраты топлива, при опережающем пуске блока опредеделяются следующим образом:
-в соответствии с графиком набора нагрузки (табл 1.5) строится график набора нагрузки и накладывается на заданный график набора нагрузки, так,, чтобы выход на номинальную мощность совпадал. Разница в превышении графика набора нагрузки компенсируется разгружением соответствующего числа блоков. Пример наложения графика нагружения при опережающем пуске и соответствующее этому разгружение одного из блоков приведено на рис. 1.14.
В этом случае блоки участвующие в компенсации этапа нагружения после останова nдоп, рассчитываются отдельно. Затраты топлива рассчитываются по энергетическим характеристикам, без учета затрат топлива на нестационарность процессов и стабилизацию.
В доп= В ка.ном *(tперем- t комп) +сумма подэтапов этапов разгружений и нагружений, на соответствующих уровнях нагрузки за период компенсации
14. Суммарные затраты топлива за весь цикл определяются по выражению:
Вст ост=( n - n ост- n доп ) Вка ном( t разг + t пров + t нагр )+ n ост*В бл.ост +В доп * n доп
Данные расчеты повторяются для разных уровней разгружения, а также для разных уровней продолжительности провала нагрузки.
По результатам расчетов делаются выводы, с учетом условий перечисленных в задании. Проводится сравнение результатов расчета с заданием 3.
Варианты задания
Варианты задания
Таблица 1.1.
| Варианты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
| Тип турбоагрегата | К-200-130 | |||||||||
| К-300-240 | ||||||||||
| К-160-130 | ||||||||||
| Число агрегатов | 12 | 8 | 4 | 16 | 10 | 12 | 8 | 6 | 10 | 6 |
| 8 | 10 | 6 | 12 | 4 | 10 | 12 | 8 | 6 | 4 | |
| 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 6 | 4 | 10 | 8 | 6 | |
| Минимальная мощность, % | 50 | 75 | 50 | 75 | 60 | 83,3 | 87,5 | 66,7 | 70 | 50 |
| 50 | 60 | 66,7 | 75 | 50 | 70 | 83,3 | 87,5 | 66,7 | 50 | |
| 50 | 66,7 | 75 | 60 | 50 | 83,3 | 50 | 70 | 75 | 66,7 | |
| tнагр=tразг, мин | 90 | 120 | 100 | 160 | 100 | 120 | 80 | 90 | 100 | 110 |
| 75 | 90 | 110 | 115 | 80 | 100 | 90 | 85 | 70 | 60 | |
| 120 | 115 | 110 | 105 | 100 | 95 | 90 | 80 | 100 | 90 | |
| t пров, час
| 3,15,50 | 2,12,60 | 4,14,65 | 2,12,75 | 3,8,58 | 2,10,50 | 4,8,55 | 2,10,70 | 3,9,60 | 4,12,80 |
| 3,8,80 | 2,6,90 | 4,10,100 | 2,12,85 | 3,14,75 | 2,10,70 | 4,8,60 | 2,10,50 | 3,8,55 | 4,10,50 | |
| 3,10,50 | 2,12,65 | 4,6,100 | 2,8,75 | 3,8,65 | 2,10,50 | 4,12,60 | 2,10,50 | 3,9,55 | 4,7,70 | |
| Температура циркводы на входе в конденсатор t1цв, оС. | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 29 | 30 | 14 |
| 25 | 27 | 29 | 30 | 14 | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 | |
| 29 | 30 | 14 | 15 | 17 | 25 | 16 | 24 | 26 | 18 | |
Таблица 1.2.
Изменение КПД транспорта блока от нагрузки
| Мощность блока в, % | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| КПД, транспорта, ἠтр , % | 97,5 | 97,7 | 97,9 | 98,1 | 98,3 | 98,5 |
Коэффициенты уравнения регрессии.
Режим разгружения.
Таблица 1.3.
| Коэффициенты | b0 | b1 | b2 | b3 | b4 | b5 |
| Разгружение К-160 | -2,31 | 15,83 | -1,3 | -14,49 | 0,104 | 0,69 |
| Разгружение К-200 | -2,68 | 10,96 | -2,08 | -7,92 | 0,26 | 1,024 |
| Разгружение К-300 | 0,556 | -6,336 | -0,34 | -0,0988 | -0,556· | 0,1504 |
Режим нагружения.
Таблица 1.4.
| Коэффициенты | b0 | b1 | b2 | b3 | b4 | b5 |
| Нагружение К-160 | 10,56 | -23,13 | 0,794 | 22,6 | 0,67 | -2,085 |
| Нагружение К-200 | 2,68 | -1,61 | -0,62 | -0,96 | 0,118 | 0,1932 |
| Нагружение К-300 | 0,165 | 7,1623 | -1,413 | 1,864 | 3,385 | 0,5263 |
Таблица 1.5
Пуски блоков из различных состояний.
Моноблок К-160-130 (при наличии обогрева фланцев и шпилек).
| Тепловое состояние турбоагрегата перед пуском | Этапы пуска энергоблока. | |||||||||
| От растопки до толчка, мин | От толчка до n=3000 об/мин | Синхронизация, мин | Нагружение от вкл. генератора в сеть, до Nэ, мин | Общая продолжительность пуска, час | ||||||
| до 50 МВт, мин | 50 МВт, мин | до 80 МВт, мин | до 110 МВт, мин | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 1.Из холодного состояния tцвд<1500С, простой более 100 часов | 80 | 60 | 13 | 113 | 13 | 45 | 30 | 6ч.16мин | ||
| 2.tцвд=180-220 0С, простой до 100 часов | 110 | 20 | 20 | 80 | 20 | 40 | 30 | 5ч.40мин | ||
| 3.tцвд=240-2800С, простой (70-90часов) | 110 | 15 | 20 | 60 | 20 | 25 | 15 | 4ч.30мин | ||
| 4. tцвд=300-3200С, простой (50-60часов) | 130 | 15 | 15 | 45 | 15 | 32 | 18 | 4ч.40мин | ||
| 5. tцвд=330-3500С, простой (30-40часов) | 122 | 13 | 10 | 30 | 10 | 23 | 12 | 3ч.50мин | ||
| 6. tцвд=370-3900С, простой (15-20часов) | 97 | 13 | 5 | 20 | 5 | 22 | 8 | 2ч.58мин | ||
| 7. tцвд>4100С, простой (6-10часов) | 75 | 5 | 3 | 13 | 3 | 17 | 7 | 2ч.08мин | ||
Моноблок К-210-130 с котлом ТП-100
| Тепловое состояние турбоагрегата перед пуском | Этапы пуска энергоблока. | |||||||
| От ратопки до толчка, мин | От толчка до n=3000 об/мин | Синхронизация, мин | Нагружение от вкл. генератора в сеть, до Nэ, | Общая продолжительность пуска, час | ||||
| до 60 МВт, мин | 60 МВт, мин | до 60 МВт до 200 МВт, мин | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 1.Из холодного состояния tцвд<1500С, простой более 90 часов | 165 | 67 | 10 | 165 | 30 | 80 | 8ч.37мин | |
| 2.tцвд=250 0С, tцсд=1800С простой до 70-80 часов | 115 | 10 | 10 | 50 | 125 | 5ч.10мин | ||
| 3. tцвд=300 0С, tцсд=2500С простой до 50-60 часов | 105 | 8 | 7 | 32 | 88 | 4ч.00мин | ||
| 4. tцвд=350 0С, tцсд=3200С простой до 30-40 часов | 95 | 8 | 7 | 23 | 47 | 3ч.00мин | ||
| 5. tцвд=400 0С, tцсд=3700С простой до 15-20 часов | 80 | 8 | 7 | 20 | 40-45 | 2ч.40мин | ||
| 6. tцвд=460 0С, tцсд=4600С простой до 6-10 часов | 65 | 8 | 7 | от 0 до 100МВт, 10мин | от 100 до 200 МВт, 30мин | 2ч. | ||
Моноблок К-300-240 ЛМЗ.
| Тепловое состояние турбоагрегата перед пуском | Этапы пуска энергоблока. | |||||||
| От ратопки до толчка, мин | От толчка до n=3000 об/мин | Синхронизация, мин | Нагружение от вкл. генератора в сеть, до Nэ,мин | Общая продолжительность пуска, час | ||||
| от 0 до N нач. =20 МВт, мин | от N нач до 180 МВт, мин | до 180 МВт, до 300 МВт, мин | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 1.Из холодного состояния tцвд<1500С, простой более 100 часов | 30 | 60 | 10 | 20МВт, 40мин. выдержка | 195 | 50 | 6ч.25мин | |
| 2. tцвд=180-280 0С, tцсд=160-2200С простой до 60-90 часов | 90 | 40 | 10 | 20МВт, 0мин | 160 | 40 | 5ч.40мин | |
| 3. tцвд=280-340 0С, tцсд=220-3000С простой до 32-55 часов | 120 | 25 | 5 | 20МВт, 0мин | 100 | 50 | 5ч.00мин | |
| 4. tцвд=320-3600С, tцсд=300-3400С простой до 18-30 часов | 120 | 25 | 5 | 20МВт, 0 мин | 90 | 30 | 4ч.30мин | |
| 5. tцвд=360-400 0С, tцсд=340-4000С простой до 10-16 часов | 90 | 25 | 5 | 40МВт, 0мин | от 40до 180 МВт, 90мин | 30 | 4ч.00мин | |
| 6. tцвд>400 0С, tцсд>4200С простой до 2-8 часов | 50 | 10 | 5 | 40МВт, 0 мин | от 40 до 180 МВт, 60мин | 30 | 2ч.35мин | |
Таблица 1.6.
Нормы Союзтехэнерго по потерям (расходу) условного топлива по этапам пуска
газомазутных моноблоков в целом
| Продолжитель- | Этапы пуска блока | Итого | |||||
| ность простоя блока в часах | Растопка котла | Набор оборотов турбины | Нагружение турбины | Стабилизация режима | за пуск | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| К-160-130 с барабанным котлом | |||||||
| 5 - 10 | 19,1 | 5,8 | 7,7 | 6,1 | 41,0 | ||
| 15 - 20 | 19,5 | 4,6 | 14,0 | 6,1 | 46,0 | ||
| 30 - 35 | 14,8 | 3,5 | 17,4 | 6,1 | 48,0 | ||
| 50 - 60 | 13,6 | 4,2 | 31,7 | 6,1 | 66,0 | ||
| Холод. состояние | 12,4 | 11,2 | 56,5 | 6,1 | 87,0 | ||
| К-200-130 с барабанным котлом | |||||||
| 5 - 10 | 24,1 | 7,3 | 11,4 | 7,4 | 52,0 | ||
| 15 - 20 | 25,6 | 5,6 | 20,0 | 7,4 | 63,0 | ||
| 30 - 35 | 24,0 | 3,7 | 25,9 | 7,4 | 70,0 | ||
| 50 - 60 | 22,0 | 5,6 | 32,9 | 7,4 | 83,0 | ||
| Холод.состояние | 15,7 | 13,0 | 53,1 | 7,4 | 91,0 | ||
| К-300-240 с прямоточным котлом | |||||||
| 5 - 10 | 36,5 | 13,0 | 21,1 | 19,3 | 88,0 | ||
| 15 - 20 | 60,2 | 14,7 | 25,8 | 19,3 | 125,0 | ||
| 30 - 35 | 56,3 | 13,1 | 28,3 | 19,3 | 127,0 | ||
| 50 - 60 | 56,3 | 13,1 | 40,0 | 19,3 | 148,0 | ||
| Холод. состояние | 46,0 | 43,2 | 65,3 | 19,3 | 172,0 | ||
К-300-240 ХТЗ. Питательный насос с турбоприводом. T 1 цв=12оС . G цв=34800м3/ч
Рис. 1.2
К-300-240 ХТЗ. Питательный насос с турбоприводом. T1 цв=12оС . Gцв=34800м3/ч . Расход пара в промперегрев в ЦНД и конденсатор .
Рис.1.3
Давление пара в конденсаторе турины К-300-240 ХТЗ от нагрузки, температурный напор и подогрев воды в конденсаторе.
Рис.1.4
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 166; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!